Bewegung und Zerfall gasbeaufschlagter, laminarer Suspensionsstrahlen im Zentrifugalfeld

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In dieser Arbeit werden die Bewegung und der Zerfall von einphasigen sowie feststoffbeladenen, laminaren Flüssigkeitsstrahlen untersucht. Der Schwerpunkt liegt auf dem Einfluss einer zusätzlich aufgeprägten Gasströmung und den Eigenschaften der dispergierten Feststoffpartikel. Es werden sowohl Suspensionsstrahlen, die mit einem horizontal rotierenden Rotationszerstäuber erzeugt werden, als auch feststoffbeladene Flüssigkeitsstrahlen aus ortsfesten Düsen betrachtet. Dies ermöglicht eine getrennte Analyse der Einflüsse von Gasströmung und Feststoffbeladung, einschließlich Partikelform, Feststoffdichte und -konzentration, in Kombination mit einem Zentrifugalfeld. Die Methoden umfassen Experimente und modelltheoretische Untersuchungen. Ein entwickeltes physikalisch-mathematisches Modell beschreibt die dreidimensionale Bewegung und den Zerfall der Suspensionsstrahlen unter Einfluss einer parallel zur Rotationsachse gerichteten Gasströmung. Das Modell ermöglicht die Bestimmung der Strahlbahn, -dehnung sowie die Berechnung der mittleren Größe und Bewegung der gebildeten Tropfen. Die experimentellen Ergebnisse basieren auf zwei Versuchsständen: einem für ortsfeste Düsen und einem für Rotationszerstäuber, wobei die Bildauswertung von Schattenlichtbildern als Messmethode dient. Die Experimente führen zur Validierung des Modells und zur Ableitung von Ähnlichkeitsgesetzen für die Anfangsstörung und Zerfallslänge von Suspensionsstrahlen.